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Stand der Technik
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Offenbarung der Erfindung
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Aufgabe der Erfidnung ist, eine vorteilhafte Kraftverteilung zum oszillierenden Antrieb der Abtriebsspindel zu ermöglichen. Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Die Erfindung geht aus von einer Handwerkzeugmaschinenantriebsvorrichtung, insbesondere von einer Oszillationshandwerkzeugmaschinenantriebsvorrichtung, mit zumindest einer Oszillationseinheit, die zumindest eine oszillierend antreibbare Abtriebsspindel, zumindest ein drehfest mit der Abtriebsspindel verbundenes Oszillationselement und zumindest ein mit dem Oszillationselement zusammenwirkendes weiteres Oszillationselement zu einer Umwandlung einer Rotationsbewegung in eine Oszillationsbewegung umfasst.
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Es wird vorgeschlagen, dass das Oszillationselement und das weitere Oszillationselement zu einem oszillierenden Antrieb der Abtriebsspindel zumindest mittels eines Flächen-Flächen-Kontakts miteinander verbunden sind. Unter einer „Oszillationseinheit“ soll hier insbesondere eine Einheit verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, infolge einer Antriebskraft und/oder eines Antriebsmoments eine hin- und hergehende Bewegung eines Elements, insbesondere der Abtriebsspindel, um eine Achse entlang eines Winkelbereichs zu erzeugen. Bevorzugt wird zumindest ein Antriebselement der Oszillationseinheit rotatorisch mittels einer Antriebseinheit der Handwerkzeugmaschinenantriebsvorrichtung oder einer die Handwerkzeugmaschinenantriebsvorrichtung umfassenden Handwerkezugmaschine angetrieben. Die Antriebseinheit ist vorzugsweise als Elektromotoreinheit ausgebildet. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Antriebseinheit als Fluidantriebseinheit, als Verbrennungsantriebseinheit, als Hybridantriebseinheit usw. ausgebildet ist. Die rotatorische Bewegung des Antriebselements wird vorzugsweise mittels eines Zusammenwirkens des Oszillationselements und des weiteren Oszillationselements in eine oszillierende Bewegung der Abtriebsspindel umgewandelt. Hierzu ist das Oszillationselement drehfest mit der Abtriebsspindel verbunden. Unter „drehfest verbunden“ soll insbesondere eine Verbindung verstanden werden, die einen Leistungsfluss mit einem unveränderten Drehmoment, einer unveränderten Drehrichtung und/oder einer unveränderten Drehzahl überträgt, insbesondere reibungsverlustlos betrachtet.
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Der Ausdruck „Flächen-Flächen-Kontakt“ soll hier insbesondere einen Kontakt von zumindest zwei Kontaktpartnern definieren, bei dem eine Fläche einer der Kontaktpartner zu einer Krafteinwirkung auf den anderen der Kontaktpartner flächig an einer Fläche des anderen Kontaktpartners anliegt oder diese flächig berührt oder flächig über diese gleitet. Somit liegt das Oszillationselement vorzugsweise in zumindest einem Ruhezustand mit einer Fläche an einer Fläche des weiteren Oszillationselements an. Bevorzugt gleitet das Oszillationselement mit einer Fläche während einer Antriebsbewegung zu einem oszillierenden Antrieb der Abtriebsspindel über zumindest eine Fläche des weiteren Oszillationselements. Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Handwerkzeugmaschinenantriebsvorrichtung kann vorteilhaft eine geringe Flächendruckbeanspruchung der Oszillationseinheit, insbesondere des Oszillationselements und des weiteren Oszillationselements, realisiert werden. Somit kann vorteilhaft eine lange Lebensdauer der Handwerkzeugmaschinenantriebsvorrichtung ermöglicht werden, da die Bauteile weniger belastet werden. Zudem können vorteilhaft große Kräfte übertragen werden.
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Erfindungsgemäß weist das Oszillationselement zumindest eine Kontaktoberfläche auf, die in zumindest einem Betriebszustand zu einem oszillierenden Antrieb der Abtriebsspindel zumindest über eine Oberfläche des weiteren Oszillationselements gleitet. Somit ist die Kontaktoberfläche des Oszillationselements vorzugsweise in zumindest einem Betriebszustand zu einem oszillierenden Antrieb der Abtriebsspindel direkt an der Oberfläche des weiteren Oszillationselements angeordnet. Hierbei ist es denkbar, dass die Kontaktoberfläche des Oszillationselements und/oder die Oberfläche des weiteren Oszillationselements eine Beschichtung, insbesondere eine, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Gleitbeschichtung, aufweisen/aufweist. Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Handwerkzeugmaschinenantriebsvorrichtung kann vorteilhaft ein bauteilschonender Antrieb ermöglicht werden. Zudem kann eine vorteilhafte Kraftverteilung zum oszillierenden Antrieb der Abtriebsspindel ermöglicht werden. Somit können vorteilhaft Spannungsspitzen während des oszillierenden Antriebs gering gehalten werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass das Oszillationselement zumindest eine Oszillationselementaufnahme umfasst, die das weitere Oszillationselement entlang einer Umfangsrichtung um mehr als 30 % einer Gesamtumfangserstreckung des weiteren Oszillationselements umgibt. Insbesondere umgibt die Oszillationselementaufnahme das weitere Oszillationselement entlang einer Umfangsrichtung um mehr als 40 %, bevorzugt um mehr als 50 % und besonders bevorzugt um mehr als 60 % der Gesamtumfangserstreckung des weiteren Oszillationselements. Die Umfangsrichtung verläuft vorzugsweise in einer sich zumindest im Wesentlichen senkrecht zu einer Oszillationsachse der Abtriebsspindel erstreckenden Ebene. Der Ausdruck „im Wesentlichen senkrecht“ soll hier insbesondere eine Ausrichtung einer Richtung relativ zu einer Bezugsrichtung definieren, wobei die Richtung und die Bezugsrichtung, insbesondere in einer Ebene betrachtet, einen Winkel von 90° einschließen und der Winkel eine maximale Abweichung von insbesondere kleiner als 8°, vorteilhaft kleiner als 5° und besonders vorteilhaft kleiner als 2° aufweist. Die Oszillationselementaufnahme wird vorzugsweise von der Kontaktoberfläche des Oszillationselements begrenzt. Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann vorteilhaft eine sichere Verbindung zwischen dem Oszillationselement und dem weiteren Oszillationselement realisiert werden, insbesondere während eines oszillierenden Antriebs der Abtriebsspindel.
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Zudem wird vorgeschlagen, dass das Oszillationselement zumindest die Oszillationselementaufnahme umfasst, die in einem zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Oszillationsachse der Abtriebsspindel verlaufenden Querschnitt zumindest eine kreissektorförmige Form aufweist. Hierbei weist die Oszillationselementaufnahme insbesondere einen Mittelpunktswinkel auf, der kleiner ist als 360°, bevorzugt kleiner ist als 270° und besonders bevorzugt größer ist als 170°. Hierdurch kann eine besonders vorteilhafte Aufnahme des weiteren Oszillationselements erreicht werden. Zudem kann eine besonders sichere Verbindung zwischen dem Oszillationselement und dem weiteren Oszillationselement realisiert werden, insbesondere während eines oszillierenden Antriebs der Abtriebsspindel.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Oszillationselement zumindest die Oszillationselementaufnahme umfasst, in der das weitere Oszillationselement translatorisch führbar ist. Hierdurch kann konstruktiv einfach eine Umsetzung einer Umwandlung einer Rotationsbewegung in eine Oszillationsbewegung bei gleichzeitig vorteilhafter Kraftverteilung ermöglicht werden. Somit kann eine präzise arbeitende Oszillationseinheit erreicht werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass das weitere Oszillationselement translatorisch entlang einer zumindest im Wesentlichen parallel zu einer Oszillationsachse der Abtriebsspindel verlaufenden Bewegungsachse relativ zum Oszillationselement bewegbar ist. Hierbei wird das weitere Oszillationselement vorzugsweise innerhalb der Oszillationselementaufnahme relativ zum Oszillationselement bewegt. Unter „im Wesentlichen parallel“ soll hier insbesondere eine Ausrichtung einer Richtung relativ zu einer Bezugsrichtung, insbesondere in einer Ebene, verstanden werden, wobei die Richtung gegenüber der Bezugsrichtung eine Abweichung insbesondere kleiner als 8°, vorteilhaft kleiner als 5° und besonders vorteilhaft kleiner als 2° aufweist. Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Handwerkzeugmaschinenantriebsvorrichtung kann vorteilhaft eine kompakte Oszillationseinheit realisiert werden, die wenig Bauraum benötigt.
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Zudem wird vorgeschlagen, dass das weitere Oszillationselement zumindest eine Antriebselementaufnahme umfasst, in der das Antriebselement der Oszillationseinheit führbar ist. Das Antriebselement ist vorzugsweise als Exzenterelement ausgebildet. Hierbei ist das Antriebselement als exzentrisch zu einer Rotationsachse einer Antriebswelle der Antriebseinheit angeordneter Exzenterzapfen ausgebildet. Zudem ist das Antriebselement bevorzugt drehfest mit der Antriebswelle der Antriebseinheit verbunden. Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann konstruktiv einfach eine Rotationsbewegung zu einer Bewegung des weiteren Oszillationselements genutzt werden. Zudem kann vorteilhaft eine simple Konstruktion realisiert werden, die wenige Montageschritte benötigt.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das weitere Oszillationselement translatorisch entlang einer zumindest im Wesentlichen parallel zu einer Rotationsachse des Antriebselements verlaufenden Bewegungsachse relativ zum Antriebselement bewegbar ist. Die Rotationsachse der Antriebselements verläuft bevorzugt koaxial zur Rotationsachse der Antriebswelle der Antriebseinheit. Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann vorteilhaft ein Verklemmen des Oszillationselements oder des Antriebselements während eines oszillierenden Antriebs der Abtriebsspindel ermöglicht werden. Somit können die Bauteile der Oszillationseinheit vorteilhaft vor einer Beschädigung geschützt werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die Oszillationseinheit zumindest ein Lagerelement aufweist, das dazu vorgesehen ist, das Antriebselement rotatorisch und translatorisch beweglich in der Antriebselementaufnahme zu lagern. Besonders bevorzugt ist das Lagerelement als Nadellager ausgebildet. Es ist jedoch auch denkbar, dass das Lagerelement eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Ausgestaltung aufweist, wie beispielsweise eine Ausgestaltung als Lagerhülse usw. Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann besonders vorteilhaft eine reibungsarme Lagerung des Antriebselements relativ zum weiteren Oszillationselement erreicht werden.
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Zudem wird eine Handwerkzeugmaschine, insbesondere eine Handwerkzeugmaschine mit einer oszillierend antreibbaren Spindel, mit einer erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschinenantriebsvorrichtung vorgeschlagen. Unter einer „Handwerkzeugmaschine“ soll hier insbesondere eine Werkzeugmaschine zu einer Bearbeitung von Werkstücken verstanden werden, die von einem Bediener transportmaschinenlos transportiert werden kann. Die Handwerkzeugmaschine weist insbesondere eine Masse auf, die kleiner ist als 40 kg, bevorzugt kleiner ist als 10 kg und besonders bevorzugt kleiner ist als 5 kg. Bevorzugt ist die Handwerkzeugmaschine als Multifunktionshandwerkzeugmaschine ausgebildet. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Handwerkzeugmaschine als Säbelsäge, als Stichsäge usw. ausgebildet ist. Es kann vorteilhaft ein lange Lebensdauer der Handwerkzeugmaschine erreicht werden.
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Zeichnung
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es zeigen:
- 1 eine erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine mit einer erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschinenantriebsvorrichtung in einer schematischen Darstellung,
- 2 eine Detailansicht der erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschinenantriebsvorrichtung in einer schematischen Darstellung,
- 3 eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschinenantriebsvorrichtung in einer schematischen Darstellung,
- 4 eine weitere Detailansicht der erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschinenantriebsvorrichtung in einer schematischen Darstellung,
- 5 eine Detailansicht eines Oszillationselements einer Oszillationseinheit der erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschinenantriebsvorrichtung in einer schematischen Darstellung und
- 6 eine Detailansicht eines weiteren Oszillationselements einer Oszillationseinheit der erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschinenantriebsvorrichtung in einer schematischen Darstellung.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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1 zeigt eine Handwerkzeugmaschine 42 mit einer Handwerkzeugmaschinenantriebsvorrichtung 10. Hierbei ist die Handwerkzeugmaschine 42 als elektrisch betreibbare Multifunktionswerkzeugmaschine, insbesondere als Multifunktionsoszillationshandwerkzeugmaschine, ausgebildet. Die Handwerkzeugmaschine 42 umfasst ein Handwerkzeugmaschinengehäuse 44, das eine Antriebseinheit 46 der Handwerkzeugmaschine 44 und eine Oszillationseinheit 12 der Handwerkzeugmaschinenantriebsvorrichtung 10 umschließt. Die Handwerkzeugmaschinenantriebsvorrichtung 10 ist innerhalb des Handwerkzeugmaschinengehäuses 44 angeordnet. Das Handwerkzeugmaschinengehäuse 44 umfasst hierbei zwei Gehäusehalbschalen 48, 50, die lösbar entlang einer eine Oszillationsachse 28 einer Abtriebsspindel 14 der Oszillationseinheit 12 umfassenden Ebene miteinander verbunden sind. An einer Werkzeugaufnahme 52 der Handwerkzeugmaschine 42 ist ein Bearbeitungswerkzeug 54 zur spanenden Bearbeitung von Werkstücken befestigbar. Die Werkzeugaufnahme 52 ist drehfest mit der Abtriebsspindel 14 mittels einer Presspassung verbunden, so dass eine Schwenkbewegung der Abtriebsspindel 14 auf die Werkzeugaufnahme 52 übertragbar ist (2). Es ist jedoch auch denkbar, dass die Werkzeugaufnahme 52 mittels einer anderen, einem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Art mit der Abtriebsspindel 14 verbunden ist. Zur drehfesten Befestigung des Bearbeitungswerkzeugs 54 an der Werkzeugaufnahme 52 weist das Bearbeitungswerkzeug 54 Mitnahmeausnehmungen (hier nicht näher dargestellt) auf, die in einem Kreisring entlang einer Umfangsrichtung 26 gleichmäßig verteilt am Bearbeitungswerkzeug 54 angeordnet sind. Die Werkzeugaufnahme 52 weist zu den Mitnahmeausnehmungen korrespondierende höckerartige Erhebungen auf (3), die sich in einem montierten Zustand des Bearbeitungswerkzeugs 54 an der Werkzeugaufnahme 52 durch die Mitnahmeausnehmungen hindurch erstrecken. Die höckerartigen Erhebungen sind hierbei als Rastnocken ausgebildet.
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2 zeigt eine Detailansicht der erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschinenantriebsvorrichtung 10. Die Handwerkzeugmaschinenantriebsvorrichtung 10 weist zumindest die Oszillationseinheit 12, die zumindest die oszillierend antreibbare Abtriebsspindel 14, zumindest ein drehfest mit der Abtriebsspindel 14 verbundenes Oszillationselement 16 und zumindest ein mit dem Oszillationselement 16 zusammenwirkendes weiteres Oszillationselement 18 zu einer Umwandlung einer Rotationsbewegung in eine Oszillationsbewegung umfasst. Hierbei sind das Oszillationselement 16 und das weitere Oszillationselement 18 zu einem oszillierenden Antrieb der Abtriebsspindel 14 zumindest mittels eines Flächen-Flächen-Kontakts miteinander verbunden. Hierzu weist das Oszillationselement 16 zumindest eine Kontaktoberfläche 20 (5) auf, die in zumindest einem Betriebszustand zu einem oszillierenden Antrieb der Abtriebsspindel 14 zumindest über eine Oberfläche 22 des weiteren Oszillationselements 18 gleitet.
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Das Oszillationselement 16 ist als Gabelhebel ausgebildet, der einen gabelartigen Bereich zu einer Aufnahme des weiteren Oszillationselements 18 umfasst. Somit ist das weitere Oszillationselement 18 zu einem oszillierenden Antrieb der Abtriebsspindel 14 im gabelartigen Bereich des Oszillationselements 16 angeordnet. Hierbei umfasst das Oszillationselement 16 zumindest eine Oszillationselementaufnahme 24, die das weitere Oszillationselement 18 entlang der Umfangsrichtung 26 um mehr als 30 % einer Gesamtumfangserstreckung des weiteren Oszillationselements 18 umgibt (4). Somit ist das weitere Oszillationselement 18 in der Oszillationselementaufnahme 24 angeordnet. Die Oszillationselementaufnahme 24 umfasst in einem zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Oszillationsachse 28 der Abtriebsspindel 14 verlaufenden Querschnitt zumindest eine kreissektorförmige Form (4). Hierbei weist das weitere Oszillationselement 18 eine zylindrische Ausgestaltung auf. Das weitere Oszillationselement 18 weist eine größere Längserstreckung auf, als eine Quererstreckung des weiteren Oszillationselements 18. Hierbei verläuft die Längserstreckung des Oszillationselements 18 in einem montierten Zustand entlang einer zumindest im Wesentlichen senkrecht zu einer Rotationsachse der Antriebseinheit 46 verlaufenden Richtung. Die Quererstreckung des weiteren Oszillationselements 18 verläuft in einem montierten Zustand entlang einer quer zur Rotationsachse der Antriebseinheit 46 verlaufenden Richtung. Ferner weist das weitere Oszillationselement 18 zumindest zwei zu der Oszillationselementaufnahme 24 korrespondierend ausgebildete Oberflächen 22, 56 auf (6). Die Oberflächen 22, 56 sind an zwei sich abgewandten Seiten des weiteren Oszillationselements 18 angeordnet. Das weitere Oszillationselement 18 ist translatorisch führbar in der Oszillationselementaufnahme 24 angeordnet, insbesondere zu einem oszillierenden Antrieb der Abtriebsspindel 14. Hierbei ist das weitere Oszillationselement 18 translatorisch entlang einer zumindest im Wesentlichen parallel zur Oszillationsachse 28 der Abtriebsspindel 14 verlaufenden Bewegungsachse 30 des weiteren Oszillationselements 18 relativ zum Oszillationselement 16 bewegbar.
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Des Weiteren weist das weitere Oszillationselement 18 zumindest eine Antriebselementaufnahme 32 auf, in der ein Antriebselement 34 der Oszillationseinheit 12 führbar ist. Somit ist das Antriebselement 34 zu einem oszillierenden Antrieb der Abtriebsspindel 14 in der Antriebselementaufnahme 32 angeordnet. Das Antriebselement 34 ist als Exzenterelement ausgebildet (3). Hierbei ist das Antriebselement 34 drehfest mit einer Antriebswelle 58 der Antriebseinheit 46 verbunden. Die Antriebswelle 58 ist als Ankerwelle ausgebildet. Somit ist die Antriebseinheit 46 als Elektromotoreinheit ausgebildet. Ferner weist das Antriebselement 34 einen Exzenterzapfen 60 auf, der exzentrisch zur Rotationsachse 36 des Antriebselements 34 angeordnet ist. Die Rotationsachse 36 des Antriebselements 34 verläuft koaxial zur Rotationsachse der Antriebseinheit 46. Die Rotationsachse der Antriebseinheit 46 verläuft zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Oszillationsachse 28 der Abtriebsspindel 14. Somit verläuft die Rotationsachse 36 des Antriebselements 34 ebenfalls zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Oszillationsachse 28 der Abtriebsspindel 14.
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Ferner ist das weitere Oszillationselement 18 translatorisch entlang einer zumindest im Wesentlichen parallel zur Rotationsachse 36 des Antriebselements 34 verlaufenden Bewegungsachse 38 relativ zum Antriebselement 34 bewegbar. Zu einer beweglichen Lagerung des weiteren Oszillationselements 18 relativ zum Antriebselement 34 weist die Oszillationseinheit 12 zumindest ein Lagerelement 40 auf, das dazu vorgesehen ist, das Antriebselement 34 rotatorisch und translatorisch beweglich in der Antriebselementaufnahme 32 zu lagern (3). Das Lagerelement 40 ist als Nadellager ausgebildet. Hierbei ist das Lagerelement 40 in der Antriebselementaufnahme 32 angeordnet.
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Zu einem oszillierenden Antrieb der Abtriebsspindel 14 wird mittels der Antriebseinheit 46 auf eine, einem Fachmann bekannte Art und Weise eine Rotationsbewegung der Antriebswelle 58 erzeugt. Infolge der drehfesten Anordnung des Antriebselements 34 auf der Antriebswelle 58 wird das Antriebselement 34 in Rotation versetzt. Der Exzenterzapfen 60 führt hierbei eine Bewegung auf einer Kreisbahn um die Rotationsachse 36 aus. Das weitere Oszillationselement 18 führt ebenfalls während einer Rotationsbewegung der Antriebswelle 58 eine Bewegung auf einer Kreisbahn um die Rotationsachse 36 aus. Die Bewegung des weiteren Oszillationselements 18 auf einer Kreisbahn um die Rotationsachse 36 des Antriebselements 34 wird infolge der Anordnung in der Oszillationselementaufnahme 24 des Oszillationselements 16 in eine hin- und hergehende Bewegung des Oszillationselements 16 umgewandelt, die in einer zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Oszillationsachse 28 verlaufenden Ebene erfolgt. Das weitere Oszillationselement 18 bewegt sich infolge des oszillierenden Antriebs der Abtriebsspindel 14 translatorisch in der Oszillationselementaufnahme 24 des Oszillationselements 16 entlang der zumindest im Wesentlichen parallel zur Oszillationsachse 28 verlaufenden Bewegungsachse 30 des weiteren Oszillationselements 18 relativ zum Oszillationselement 16. Hierbei gleitet die Kontaktoberfläche 20 des Oszillationselements 16 über die Oberflächen 22, 56 des weiteren Oszillationselements 18.
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Des Weiteren bewegt sich das weitere Oszillationselement 18 infolge des oszillierenden Antriebs der Abtriebsspindel 14 translatorisch relativ zum Antriebselement 34. Hierbei bewegt sich das weitere Oszillationselement 18 translatorisch entlang der zumindest im Wesentlichen parallel zur Rotationsachse 36 verlaufenden Bewegungsachse 38 relativ zum Antriebselement 34 hin und her. Somit wird infolge einer rotatorischen Bewegung des Antriebselements 34 eine oszillierenden Bewegung der Abtriebsspindel 14 erzeugt.